197163. lajstromszámú szabadalom • Eljárás hibrid növényfajták előállítására
2 197103 3 A találmány tárgya eljárás hibrid növényfajták előállítására, elsősorban génikusilletve ön-sterilitás alapján auxotróf mutánsok felhasználásával. A hibridfajtáknál a heterózis-hatás, a hibrid vigor, mint a keresztezett szülőpárok, különösen első utódnemzedékének a szülőket felülmúló sajátossága általánosan ismert jelenség. Az ebből származó előnyök érvényesítése a nagyüzemi gyakorlatban csak néhány növényfaj, pl. kukorica, napraforgó, cirok valósult meg gazdaságosan. (FRANKEL, R: Heterózis, 1983., Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New-York, Tokyo, 290. oldal.). A hibridfajték nagyüzemi előállítására főképpen a himsterilitáson alapuló megoldásokat alkalmazzák. Ilyenek a vegyszerrel kiváltott (gametocides), pl. búzában, a citoplazmás pl. a kukoricában, rizsben, takarmánvcirokban, vagy a génikus himsterilitás pl. a napraforgóban. Ide tartozik még az idegen-termékenyülö növényfajok, pl. a lucerna, a káposzta esetében az önsterilitás (önincompatibilitás), továbbá néhány fűfaj esetében az apomixis (agamospermia) is, mint hibrid vigor kiváltó lehetőség. A különböző eljárások hatékonyságát és a gyakorlatban való elterjedését az határozza meg, hogy a heterózis-hatás milyen arányban áll a ráfordításokkal, továbbá, hogy biológiailag és technikailag megoldható-e a hibrid vetőmag gazdaságos előállítása. A vegyszerrel kiváltott himsterilitás költséges, adott esetben környezetszennyező és klíma-érzékeny. A citoplazmás hímsterilitás káros mellékhatásokat eredményez, pl. búzában megkötési zavarokat, mig a fenti hátrányok mindegyikétől mentes génikus himsterilitás alkalmazásának nehézsége abban van, hogy kizárólag génikus himsteril egyedekből álló tiszta vonal nem létezik: manipulálatlan törzsek esetében csak 50%-os himsterilitás érhető el. A manipulálás még nem hozott gyakorlati eredményeket. Az önsterilitás felhasználáséra nem kerülhet sor, mert a genetikailag tiszta beltenyésztett vonalak előállítása és fenntartása gazdaságosan nem oldható meg. (FRANKEL, R: Heterosis, 1983, 22-233; VIRMANI, EDWARDS: Current status and future prospects for breeding hybrid rice and wheat, 1983, Advences in Agron., 3b, 145-214; RAMAGE: Belanced tertiary trisomic for use in hybrid seed production, 1965., Crop Sei. 5: 177-178; DRISCOLL: XYZ system of producing hybrid wheat, 1972., Aust. J. Biol. Sei. 28:413-416). Ajúbrid vetőmag citoplazmás hímsterilitás alapján való előállítására szolgál az ún. marker-szingénes eljárás, amely a himsteril anyai (msms) és a fertilis apai (Msms) vonalak kevert vetését teszi lehetővé. Erre az ad lehetőséget, pl. a Bzt 1 búzafajta esetében, hogy az anyán termő hibrid vetőmag színe eltér a restorer apa szemszínétől s így aratás után, pl. elektronikus szinszelektorral (SORTEX) a két. szülő egyértelműen elkülöníthető. A markerezés alkalmazására került sor a 2441/85 alnpszámú magyar találmányi bejelentésünkben is, ahol a kérdéses napraforgó anyavonal himsteril egyedeinek elkülönítést a hypocotil antociános elszíneződésének alapján lehet elvégezni. A citoplazmás himsterilitás és a kevert vetés együttes előnye a hibrid vetőmag előállításában azonban csak igen szűk körben érvényesíthető (BARABÁS, KERTÉSZ: Results of the marker gene method for hybrid wheat, 1975.06.09.19., Zagreb, Proc. of the 2nd Internat. Winter Wheat Conf., 129-132.). A találmány feladata tisztán hibridekből álló hibi’id fajta vetőmagjának előállítására megoldást adni a nem tökéletesen, pl. csupán 50%-ban genikusan himsteril egyedekből álló anyai populációból. De ugyanez megvalósítandó önsterilitás, citoplazmás sterilitás vagy egyszerűen idegentermékenyülés alapján: továbbiakban - külön megjelelölés nélkül mindezeket értve a génikus himsterilitás alatt. A találmányi gondolat alapja az a felismerés, hogy az eddig genetikai és anyagcsere-élettani kísérletezésben használt, ún. auxotróf (táplálkozási-, hiány-, deficiencia-) mutánsok a találmány feladatának megoldására is alkalmazhatók. A kil űzött célnak megfelelően a találmány eljárás hibrid növényfajták előállítására főleg génikus hímsterilitás (de lehetséges önsterilitás, vagy egyszerűen idegentermékenyülés) alapján auxotróf mutánsok felhasználásával, amelynek során auxotróf apai és/-vagy auxotróf anyai vonalakat más szülővel vagy egymással keverten vagy pásztásan vetjük majd az auxotróf apai és/vagy auxotróf anyai vonalat deficienciájának és célunknak (beporzás vagy megkötés) megfelelően a virágzásig vagy a tenyészidő végéig megfelelően, pl. permetezéssel kezeljük. Auxotróf apai vonal alkalmazásakor a hímsteril anyai vonalat - msmsAuxAux - amely prototróf, auxotróf apával MsMsauxaux - keverten vetjük el és a virágzás idejéig az állományt az anyai növény számára közömbös, de az apai növény számára nélkülözhetetlen szerrel kezeljük. Auxotróf anyai vonal alkalmazásakor az anya himsteril auxotróf - msmsauxaux -, az apa fertilis és prototróf - MsMsAuxAux -, mely fertílitás miatt a két szülővonal egymással nem keverhető, miértis pásztás vetést végzünk és az auxotróf anyát a teljes tenyészidöben, azaz a vetéstől az altatásig hiányának megfelelően kezeljük. Az eljárásunk további módjaként a hibridelőállítást komplementer kettős auxotróf rendszerben végezzük: az auxotróf szülővonalakat keverten vetjük és az állományt a 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
